ZooKeeper系列（一）—— ZooKeeper 简介及核心概念

ZooKeeper是一个开源的分布式协调服务，它的主要目标是提供一致性服务并确保分布式系统的可靠运行。它是整个大数据体系的管理员，封装了复杂易出错的关键服务，为用户提供了高效、稳定、易用的服务。ZooKeeper可以被看作是一个文件系统，同时它也具备了监听通知机制。
在ZooKeeper的文件系统中，数据以树状结构进行组织，类似于文件系统中的目录结构。每个节点被称为znode，并且可以存储数据。ZooKeeper限制了每个节点的数据上限为1M。根据持久性需求，znode可以分为四种类型：持久化目录节点、持久化顺序编号目录节点、临时目录节点和临时顺序编号目录节点。
此外，ZooKeeper中的监听通知机制是其重要的特性之一。当某个节点发生变化时，ZooKeeper会向客户端发送通知。客户端可以注册Watcher以监听节点的变化，例如数据变更、节点删除或子节点状态变更等事件。然而，Watcher机制是一次性的操作，如果后续节点再次发生变化，之前设置Watcher的客户端不会再次收到通知。
除了上述核心概念外，ZooKeeper还具有集群功能。ZooKeeper集群由一组ZooKeeper服务构成，每台机器在内存中维护自身的状态，并与其他机器保持通讯。只要集群中有半数机器能够正常工作，整个集群就可以正常提供服务。在ZooKeeper集群中，存在三种角色：Leader、Follower和Observer。
Leader是客户端进行读写的服务节点，维护集群状态并处理事务请求。Follower为客户端提供读写服务，并定期向Leader汇报自己的节点状态。当Leader出现故障时，会从Follower中选举一个新的Leader。Observer则是用于扩展集群规模和提升系统读取性能的角色，它们不参与投票过程，只提供读取服务。
此外，ZooKeeper还提供了顺序访问的功能。对于来自客户端的每个更新请求，ZooKeeper都会分配一个全局唯一的递增ID，这个ID反映了所有事务请求的先后顺序。这有助于维护数据的一致性和顺序性。
综上所述，ZooKeeper是一个强大的分布式协调服务，通过文件系统、监听通知机制和集群功能为分布式应用提供了可靠的一致性服务。它简化了分布式系统的复杂性，使得开发者可以专注于业务逻辑的实现而不用担心分布式协调的问题。在实际应用中，ZooKeeper已经被广泛用于各种分布式系统和大数据处理框架中，如Hadoop、Kafka等。